Contenidos

El programa de la asignatura Materiales de Ingeniería Química debe ser estructurado para facilitar la compresión por el ingeniero químico de los contenidos que lo conforman, por esta razón su secuencia debe seguir el núcleo de la enseñanza de Ingeniería Química conformado por las Operaciones Unitarias, siendo las bases para estas Termodinámica, Cinética química, Propiedades de transporte, entre otras. El currículo debe ser flexible y se debe orientar su implementación de forma que permita una mayor compenetración del estudiante con el mismo. Se propone un programa de la unidad curricular que puede ser seguido de dos formas como se muestra en la tabla 1, ya sea en el orden de las filas a través del estudio de fundamentos que se relacionan entre los diferentes tipos de materiales: Introducción, Estructura, Termodinámica, Cinética, Propiedades de transporte, Propiedades mecánicas, Corrosión, Selección de materiales, Diseño de materiales; o en las columnas por tipo de material: Metales y aleaciones, Cerámicas y vidrios, Polímeros, Materiales Compuestos y Materiales biológicos.

Los contenidos la Unidad Curricular se desarrollan siguiendo la teoría constructivista del aprendizaje, para ello se dividen en tres tipos: los contenidos conceptuales (el saber qué), los contenidos actitudinales (el saber hacer) y los contenidos procedimentales (el saber ser).

Capítulo 1.

Introducción a los Materiales

Contenidos:

Conceptuales

Procedimentales

Actitudinales

Clasificación de los materiales

Identificación de los diferentes tipos

de materiales

Reconocimiento de los

materiales del entorno

Propiedades, estructura y procesa-

miento de los materiales

Conocimiento de la relación entre las

propiedades, estructura, procesamiento

y función de los materiales

Interés en la relación entre

microestructura y comporta-

miento de los materiales

Introducción a la estructura de

los materiales

Diferenciación entre las estructuras

de los distintos tipos de materiales

Capítulo 2.

Estructura de los Materiales

Contenidos:

Conceptuales

Procedimentales

Actitudinales

Introducción a la estructura de

los materiales

Diferenciación entre las estructuras

de los distintos tipos de materiales

Interés en la relación entre

microestructura y comporta-

miento de los materiales

Celdas unitarias e Índices de Miller

Relación entre el retículo cristalino y

la microestructura del material

Actitud creativa para compren-

der el carácter tridimensional

de la microestructura de los

materiales

Métodos para determinar las estruc-

turas cristalinas

Conocimiento del principio de determi-

nación de los parámetros reticulares a

través de difracción de rayos X

Observación de la utilidad de la

difracción de rayos X en la identi-

ficación de materiales

Capítulo 3.

Defectos e Imperfecciones en los Sólidos

Contenidos:

Conceptuales	Procedimentales	Actitudinales
Tipos de defectos en los sólidos: defectos puntuales, lineales y planares	Identificación de los tipos de defecto	Interés en la importancia de los defectos en los materiales
Defectos en materiales cerámicos	Predicción de la habilidad de un material cerámico para formar una estructura vítrea	Curiosidad en el comporta- miento de una cerámica y de un vidrio
Defectos en materiales poliméricos	Identificación de las estructuras de cristal líquido de polímeros	Interés en relacionar las propiedades de los cristales líquidos con los equipos tecnológicos que los poseen
Materiales compuestos y biológicos	Conocimiento del efecto de la presencia de dos o mas componentes en un material sobre las propiedades del mismo	Cooperación en la identifi- cación de materiales com- puestos y biológicos

Capítulo 4.

Propiedades de Transporte de los Materiales

Contenidos:

Conceptuales	Procedimentales	Actitudinales
Difusión en fases condensadas	Cálculo de la difusividad de átomos en materiales sólidos a través de los la ley de Fick	Valoración de la importancia de la difusión en materiales sólidos
Comportamiento reológico de materiales	Conocimiento de las diferencias entre fluidos Newtonianos y no Newtonianos	Actitud inquisitiva, abierta y flexible para relacionar el comportamiento no-Newtoniano con el medio
Permeabilidad de materiales sólidos	Identificación de la importancia de la difusividad y permeabilidad en los procesos de filtración con membranas	Interés en los procesos de filtración con membranas

Capítulo 5.

Propiedades Mecánicas de los Materiales

Contenidos:

Conceptuales	Procedimentales	Actitudinales
Esfuerzo y deformación de los materiales, módulo de elasticidad, ley de Hooke. Deformación plástica.	Conocimiento de las propiedades mecánicas de los materiales	Atención para diferenciar las propiedades mecánicas y su utilización para la selección de materiales
Resistencia al impacto
Resistencia a la fatiga
Escurrimiento plástico
Propiedades mecánicas de polímeros, materiales compuestos y biológicos

Capítulo 6.

Diagramas de fase

Contenidos:

Conceptuales	Procedimentales	Actitudinales
Diagramas de fase binarios	Utilización de los balances de masa (regla de la palanca) para determinar la composición de fases de los materiales	Observación de los diferentes tipos de diagramas de fase binarios
Reacciones de tres fases en sistemas binarios	Identificación de las reacciones de tres fases en sistemas binarios	Observación de las reacciones trifásicas en sistemas binarios
Energías libre y de superficie en materiales	Utilización de las ecuaciones de Gibbs, Laplace y Young para calcular energías de superficie	Valoración de la relación entre energía de superficie y las propiedades del material

Capítulo 7.

Materiales Ferrosos y no Ferrosos

Contenidos:

Conceptuales	Procedimentales	Actitudinales
Materiales ferrosos	Conocer la clasificación de materiales ferrosos	Reconocimiento de los materiales ferrosos
Procesos de producción de materiales ferrosos	Relación entre el tipo de material y su estructura, propiedades y procesamiento	Valoración de los distintos procesos de obtención de materiales ferrosos y como afectan las propiedades de los materiales
Materiales no ferrosos	Conocimiento de los tipos de materiales no ferrosos	Interés en los materiales no ferrosos y relación entre su microestructura y propiedades

Capítulo 8.

Corrosión de Materiales

Contenidos:

Conceptuales	Procedimentales	Actitudinales
Celdas electrolíticas en procesos corrosivos	Estudio de las celdas electroquímicas que pueden formarse en procesos corrosivos. Utilización de los potenciales de reducción estándar y la ley de Nernst	Actitud positiva y creativa ante problemas prácticos
Tipos de corrosión	Conocimiento de los tipos de corrosión	Reconocimiento de los diferentes tipos de corrosión
Diagramas de Pourbaix	Conocimiento y utilización de los diagramas de Pourbaix	Interés en la utilización de los diagramas de Pourbaix para determinar las condiciones fisicoquímicas que pueden producir corrosión
Protección contra la corrosión	Identificación de los diferentes tipos de corrosión	Actitud positiva y creativa ante problemas prácticos
Ensayos no destructivos	Conocimiento de los ensayos no destructivos	Valoración de los ensayos no destructivos

Capítulo 9.

Selección de Materiales

Contenidos:

Conceptuales	Procedimentales	Actitudinales
Diseño de procesos	Identificación de las etapas del diseño de procesos	Reconocimiento de las etapas del diseño de procesos
Selección de materiales en plantas químicas. Parámetros de diseño	Selección de materiales en plantas químicas	Actitud positiva y creativa ante problemas prácticos
Selección de materiales en formulación de productos	Selección de materiales en formulación de productos para una aplicación específica: Pinturas, Medicamentos, Fluidos de perforación, Cosméticos	Actitud positiva y creativa ante problemas prácticos

Capítulo 10.

Proyecto: Diseño de Productos

Contenidos:

Conceptuales	Procedimentales	Actitudinales
Diseño de productos	Formulación de un producto	Actitud inquisitiva, abierta y flexible al explorar y desarrollar sus ideas